Combustión Atmosférica

Estoy tratando de idear un planeta donde la atmósfera pueda entrar en combustión de manera sostenible en ciertas condiciones. Sin embargo, este planeta debe ser capaz de albergar vida humana cuando la atmósfera no está experimentando una reacción de combustión. Otra suposición es que los habitantes tienen la capacidad tecnológica u otros medios para sobrevivir en este planeta ya sea que la atmósfera esté en combustión o no.

De los cursos de química de antaño, sé que una reacción de combustión tiene la forma general C X H y + O 2 C O 2 + H 2 O . Entonces, para que este planeta pueda entrar en combustión continuamente mientras mantiene la atmósfera, debe producir o recibir más reactivos (hidrocarburos). Aquí es donde la sociedad humana posiblemente podría contribuir a este escenario al producir gases como el monóxido de carbono.

Investigaciones adicionales han arrojado que un gas como el monóxido de carbono tiene una temperatura de autoignición de 609 grados centígrados. La única idea que tenía de que la temperatura atmosférica se elevó tan alto temporalmente es que el planeta pasa muy cerca de su sol en un punto determinado de su órbita. Esperaba que esta fuera una situación válida para crear tormentas de fuego temporales.

Para resumir, ¿cuáles son las condiciones factibles para crear una combustión atmosférica y qué agujeros científicos se pueden abrir en esta situación hipotética?

Los relámpagos serían lo suficientemente calientes como para encender la atmósfera.
Pero, ¿el contenido atmosférico realmente permitiría rayos, nubes, lluvia y cosas por el estilo? No estoy seguro. Gran punto sin embargo.
Quizás. No sé lo suficiente sobre química / climatología para responder a su pregunta principal, pero los rayos parecen una solución más razonable que el sol que ocasionalmente sobrecalienta la atmósfera. Además, la erupción volcánica podría funcionar. Las erupciones volcánicas también pueden causar rayos, para el caso.
Me gusta mucho la idea del volcán, ya que se suma al tema general de la infelicidad ardiente de los ocupantes.
Teniendo en cuenta que las emisiones naturales de metano se incendian, y en al menos un caso (Nt. Chimera o Yanartaş, en Turquía) han estado ardiendo desde la época clásica, diría que una atmósfera inflamable es imposible. Si un rayo no lo enciende, ¿qué pasa con los volcanes?

Respuestas (3)

El problema principal

Primero aclaremos algunas cosas. El primero es que una atmósfera que se incendia por sí sola (como en el caso de que el gas combustible y el oxígeno estén presentes en grandes cantidades en la atmósfera misma) haría que el planeta fuera inhóspito para los humanos.

¿Por qué? Porque la atmósfera es una cosa enorme y necesitarías gases en grandes cantidades para quemar toda la atmósfera. Tomemos, por ejemplo, el caso de la combustión de metano:

CH 4 + 2O 2 =======>CO 2 + 2H 2 O ( Δ H = −891 kJ/mol)

Un mol de metano tiene 16 gramos. Y... si dejas que el gas metano se acumule en una casa y luego se quema...ingrese la descripción de la imagen aquí

Ahora bien, si tuvieras metano en cantidades lo suficientemente grandes en la atmósfera como para que toda la atmósfera ardiera... infierno es la primera palabra que te viene a la mente. Y olvídese de Mercurio, Venus... ese planeta en llamas sería un horror para mirar desde la distancia, y mucho menos para ser lo suficientemente desafortunado para estar allí.

Primera opción

Una posibilidad para su escenario requerido podría ser que algunas porciones de la atmósfera continúen ardiendo mientras que otras permanecen sin quemarse. Teóricamente podrías tener tal escenario pero es prácticamente imposible, gracias a los vientos. Aunque el metano es mucho más ligero que el aire (16 gramos por mol frente a ~29,5 gramos por mol), tarda mucho tiempo en elevarse por encima de la atmósfera. Lo que significa que si tiene gas metano en cantidades tan grandes para formar una capa en las regiones superiores de la atmósfera, tendrá una explosión catastrófica antes de llegar allí (gracias a la electricidad estática y los rayos).

Puede tener reacciones de combustión regional en un planeta donde un gas se libera naturalmente a la atmósfera y, en ausencia de vientos, se acumula temporalmente en un lugar antes de quemarse en una gran explosión. Estamos hablando de explosiones confinadas aquí. Tomemos como ejemplo el escenario de Door To Hell (Turkmenistán)

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Básicamente era un sitio para la extracción de gas natural. Pero la instalación se derrumbó en el suelo y la gente prendió fuego al cráter para evitar la fuga de metano a la atmósfera. Eso se hizo en 1971 y... el suministro de metano aún no ha dejado de filtrarse y el lugar sigue en llamas después de 45 años.

Por lo tanto, puede tener un escenario de este tipo en su mundo donde hay varios lugares donde hay fugas de gas natural (metano) en el medio ambiente. Hay confinamientos naturales que impiden que el metano se libere libremente a la atmósfera (¿redes de cuevas tal vez?). El gas metano sigue acumulándose en esas cuevas (y una pequeña cantidad se filtra a la atmósfera) cuando, en un momento, todo se convierte en una terrible explosión audible a decenas de kilómetros de distancia. La electricidad estática se considera la causa de estas explosiones. Puedes tener varios de esos cráteres en tu planeta. Como regla general, cuanto menor sea la edad del planeta, mayores serán las posibilidades de contar con más fuentes naturales de gas natural.

También puede usar otros gases inflamables como hidrógeno (no recomendado porque es tan liviano que es casi imposible contenerlo en un sistema de cuevas durante el tiempo suficiente para permitir una explosión masiva), etano (C 2 H 4 ) y sulfuro de hidrógeno (H 2 S).

Otra opción

Otra opción para tener grandes combustiones es aumentar el contenido de oxígeno en el aire. Esto no incendiaría toda la atmósfera, pero las posibilidades de que las cosas se incendien y el alcance de esas quemaduras sería inmensamente mayor que lo que tenemos ahora en la Tierra.

Por ejemplo, tomemos el caso del Período Carbonífero. El contenido de oxígeno en la atmósfera en esos momentos era de ~35 % en comparación con ~21 % (en masa) en la actualidad. Los científicos esperan que los incendios forestales de entonces fueran horribles y mucho más comunes de lo que son hoy. No sabemos exactamente cómo se habrían visto, pero me viene a la mente un escenario como este...ingrese la descripción de la imagen aquí

Geografía combinada con gases pesados.

Entonces, haces que tu atmósfera sea bastante normal, pero le das a tu paisaje muchos valles y cañones muy, muy profundos y cerrados.

También hazlo para que los vientos fuertes y las tormentas sean muy raros.

cañón profundo

Tiene una planta que, como parte de su ciclo de vida, produce un gas inflamable pero extremadamente denso, no hexafluoruro de azufre, sino algo inflamable y similarmente pesado.

bote flotante

Entonces, los gases pesados ​​quedan atrapados en los cañones de su mundo. Ahora no queremos que se quemen todos los días en pequeñas bocanadas aburridas, así que busquemos alguna forma de excluir el oxígeno.

Tenga un segundo organismo vegetal que viva en los cañones descomponiendo lentamente el gas y produciendo una gran cantidad de CO2 que luego forma una capa sobre su gas inflamable (para evitar que se queme/reaccione con el oxígeno durante tiempos normales)

Entonces estos cañones son la muerte para los humanos pero la superficie es normal. Normal hasta que llega una tormenta y agita el aire. De repente, los gases inflamables están rodando por el paisaje y potencialmente sofocando a las personas hasta que cae un rayo o la nube golpea algo que se está quemando... ahora tiene millas cuadradas de gases en llamas. El fuego mismo agita más el aire y succiona más gases de los cañones en una gigantesca tormenta de fuego.

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Aumente la concentración de oxígeno solo un poco, no se necesita mucho.
Escuché en alguna parte que con un 24% de oxígeno, estaríamos en combustión espontánea con mucha más frecuencia. La fuente más confiable que pude encontrar para eso en una breve búsqueda fue esto del gobierno del Reino Unido , que solo señala un marcado aumento en los peligros de incendio. (Las ediciones con mejores fuentes son bienvenidas).

Por supuesto, el oxígeno por sí solo no se quema , pero podría haber un poco de metano (por ejemplo, una fuga de gas natural) u otros gases combustibles mezclados con esa atmósfera. La concentración de gases combustibles podría aumentar rápidamente en un área determinada de manera similar a cómo se formaron algunos cráteres descubiertos recientemente en Noruega (que se ofrece como una explicación del Triángulo de las Bermudas):

Los científicos explicaron que las explosiones que provocan la apertura de los cráteres podrían representar un peligro para las embarcaciones que viajan por la zona, lo que explica la desaparición de barcos y aeronaves. El científico ruso Igor Yeltsov, subdirector del Instituto Trofimuk, explicó: “Hay una versión de que el Triángulo de las Bermudas es una consecuencia de las reacciones de los hidratos de gas. Comienzan a descomponerse activamente y el hielo de metano se convierte en gas. Ocurre como una avalancha, como una reacción nuclear, produciendo enormes cantidades de gas”.

...y eso es gas inflamable.

También es probable que necesite una fuente de ignición, como vulcanismo, rayos, meteoritos o energía solar térmica naturalmente concentrada con algunas rocas reflectantes. Dado lo similar que es esta atmósfera propuesta a la de la Tierra, fenómenos como los rayos aún serían posibles.